Establecimiento de un modelo de ferroptosis para el estudio de procesos neurodegenerativos asociados con pérdida motricidad en ratones C57BL/6

Abstract

Se considera que la acumulación de hierro (Fe) en distintas regiones del cerebro está relacionada con patologías neurodegenerativas tales como la enfermedad de Parkinson (EP). Hemos caracterizado este fenómeno utilizando métodos alternativos de reemplazo absoluto a la investigación con modelos animales. Demostramos que la exposición de neuronas dopaminérgicas a Fe induce el aumento de la expresión de αsinucleína, acompañada de un aumento de los peróxidos lipídicos, de la expresión de la fosfolipasa A2 y una reducción de la viabilidad celular. Todas estas características corresponden a eventos de neurotoxicidad disparados por ferroptosis, un tipo de muerte celular programada dependiente de Fe que se inicia por la falla de las defensas antioxidantes. Los objetivos de este trabajo fueron describir y caracterizar un modelo animal de EP inducido por sobrecarga de Fe con impacto en la función motora. Para la inducción de la sobrecarga de Fe se utilizaron ratones C57BL/6 de 2 meses de edad (hembras y machos de entre 20- 25 g de peso total). Se realizaron 4 inyecciones intraperitoneales cada 5 días con una solución compuesta por Fe-sacarato (200 o 333 mg/kg peso) o de solución fisiológica (grupo control). El estado de salud de los animales fue evaluado por la Méd. Vet. a cargo del Bioterio. La motricidad se evaluó mediante los test de campo abierto y de las huellas de las pisadas (footprint) y los parámetros bioquímicos e histológicos fueron evaluados en tejidos obtenidos post-mortem. El contenido de peróxidos lípidos y de dienos y trienos conjugados fue dependiente de la dosis utilizada para la sobrecarga de Fe y aumentó entre un 200 y un 500 % con respecto a los individuos control (p<0,001). La actividad de la enzima antioxidante catalasa aumentó un 100 % (p<0,0005) en el grupo tratado con 200 mg Fe/kg de peso. Los animales sometidos al esquema completo de sobrecarga de Fe de la dosis más alta (1332 mg) demostraron una disminución en la motricidad del 60 % en cuanto a la longitud recorrida en el test de campo abierto, asociada con una mayor permanencia en el exterior del cuadrilátero (20 %; p<0,05) junto con un retraso de la huella de la pata delantera. Los cortes histológicos (transversales) en la zona del bregma encefálico, mostraron una mayor inmunomarcación con GFAP (glial fibrilar acidic protein) (p<0,0296), evidenciando una gliosis exacerbada, asociada con edematización celular (p<0,0004) y de vasos sanguíneos (p<0,0005) en las tinciones con hematoxilina-eosina. Se concluye que la sobrecarga de Fe por vía intraperitoneal dispara estrés oxidativo generalizado que, en sistema nervioso central, se manifiesta con la presencia de marcadores de ferroptosis, lo que se asocia a alteraciones en la función motora. La acumulación de Fe en sistema nervioso se propone como un modelo inducido para el estudio y la caracterización de eventos moleculares asociados al daño y muerte neuronal en la EP.